正是因为科学家对自然现象背后真相的渴求，才有自然科学的迅猛发展。引导学生明白面对问题时要回归问题的本质，要正本清源，不要纯功利化来思考问题，这也不失为一种面对问题时的科学素养。有了这种素养就能宁静面对浮躁的世风，有这种素养的人多了，就可改善世风，甚至改变世风。

　　3、科学家阐释物理规律方法——科学的研究方法转变为人的思维方式

　　科学家在面对传统势力的质疑、否定、指责，总是挖空心思用实验来验证，用逻辑思维来阐释，在此过程中就诞生了科学研究的方法。

　　伽利略为阐释自由落体运动的规律，先通过逻辑思维从亚里士多德的结论出发，推出两个互相矛盾的结论;再根据生活经验设计出斜面(用斜面来“冲淡”重力，用脉搏来测时间)实验来研究;再将斜面实验外推，让斜面与水平面垂直，变为自由落体运动 ;传说最后在比萨斜塔上做自由落体的实验。让人们认识到亚里士多德认知的错误。由此建立起来科学研究方法——逻辑思维和实验观察相结合的方法打开了人类认识自然的大门。之后的牛顿用此方法发现了万有引力定律，法拉第用此方法发现了磁生电的规律，卢瑟福用此方法发现了原子的核式结构等等。牛顿用控制变量法发现牛顿第二定律，控制变量法应用于理想气体的研究发现了气体方程等等。牛顿很善于总结科学研究方法，他在论述自己的方法时写道：“在自然科学里，应该象在数学里一样，在研究困难的事物时，总是应当先用分析的方法，然后才用综合的方法。这种分析方法包括做实验和观察，用归纳法去从中作出普遍结论，并且不使这些结论遭到异议，除非这些异议来自实验或者其他可靠的真理方面。因为在实验哲学中是不应该考虑什么假说的。虽然用归纳法来从实验和观察中进行论证不能算是普遍的结论，但它是事物的本性所许可的最好的论证方法，并且随着归纳得越为普遍，这种论证看来也越为有力。如果在许多现象中没有出现例外，那么可以说，结论就是普遍的。但是如果以后在任何时候从实验中发现了例外，那时就可以说明有这样或那样的例外存在。用这样的分析方法，我们就可以从复合物论证到它们的成分，从运动到产生运动的力。一般地说，从结果到原因，从特殊原因到普遍原理，一直论证到最普遍的原因为止，这就是分析的方法;而综合的方法则假定原因已经找到，并且已把它们立为原理，再用这些原理去解释由它们发生的现象，并证明这些解释的正确性。”正是因为将科学的研究方法引入到生活、学习、工作中，才有人类社会的飞速进步。

　　培养学生对真理的的渴求，让学生能理解并应用科学方法，把科学方法转化为学生认识、思考问题的思维方式，并能用来解决生活、学习、工作中的问题，这样的学生就具备了科学素养。

　　4、科学家在面对认知困惑的选择——追求真理的选择

　　亚里士多德最能经受实践检验的名言是“吾爱吾师，吾更爱真理”，它告诉我们，做人做事不要盲从，特别是不要盲从权威，要实事求是，物理学家们就是榜样。这能有效地培养学生实事求是的素养，培养学生的独立人格和精神。

　　试想当初伽利略如果迷信权威亚里士多德，说不定人类还要被愚弄几千年;如果托马斯·杨提出干涉原理而受到当时一些权威学者的围攻时，选择退缩，人类对光本性的认识就只有停留在牛顿的微粒学说阶段;爱因斯坦的狭义相对论的提出几乎全世界的人都持否定和怀疑的态度，由于人们的思想长期受到传统观念的束缚，一时难于接受崭新的时空观，爱因斯坦的论文发表后，相当一段时间受到冷遇，被人们怀疑甚至遭到反对。爱因斯坦是在1922年获诺贝尔物理奖的，不过不是由于他建立了相对论，而是“为了他的理论物理学研究，特别是光电效应定律的发现”。诺贝尔物理奖委员会主席奥利维亚为此专门写信给爱因斯坦，指明他获奖的原因不是基于相对论，当然最后原子弹的研究成功让全世界的人都承认了狭义相对论。

　　当然，科学家也有认知错误的时候，但他们一旦认识到自己的错误，就会立刻纠正。最典型的是普朗克，在上个世纪，科学家研究黑体辐射时出现了困境，普朗克提出了能量子概念， 借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合之好令人击掌叫绝。对于一位物理学家，还有什么能比自己的理论被实验证实更为欢欣鼓舞的呢?然而，普朗克的情绪被某种思考破坏了。在很长的历史时期，不仅是物理学，就是整个科学和哲学界都认为，一切自然过程都是连续的。数学家、哲学家莱布尼兹曾经说道：“自然界不会突变。如果要对此提出疑问，那么世界将会出现许多间歇，这就迫使我们去祈求神灵来解释自然现象了。间断性同科学格格不入。”正是这样的信条使普朗克惶恐。他对儿子说，自己的发现“要么是荒诞无稽的，要么也许是牛顿以来物理学最伟大的发现之一。” 虽然普朗克曾一度撤销了量子假说。但爱因斯坦为解释光电效应，在能量子基础上提出的光量子理论和光电方程在得到密立根光电实验证实后，普朗克发现了自己的错误，又能勇于抛弃自己的偏见，接受新的物理思想。密立根做光电实验的目的本来是要证实光电效应方程的荒谬性，经过近十年的实验，结果与他当初的预料相反。在1923年密立根领诺贝尔物理奖的演说中，密立根公开承认自己曾长期抱怀疑态度，他说道：

　　“经过十年之久的试验、改进和学习，有时甚至还遇到挫折，在这之后，我把一切努力从一开头就针对光电子发射能量的精密测量，测量它随温度、波长、材料(接触电动势)改变的函数关系。与我自己预料的相反，这项工作终于在1914年成了爱因斯坦方程在很小的实验误差范围内精确有效的直接实验证据，并且第一次直接从光电效应测定了普朗克常数h。”

　　同样，如果开普勒在分析第谷留下的数据时始终深信上帝是依照完美的数的原则来创造世界的——行星的运动轨迹是圆，那可能就没有开普勒关于天体运动的三大规律; 也正是开普勒抓住8角分与2角分之差，让行星的轨道冲出圆，走向椭圆，最终确立的天体运动的三大规律。

　　科学家们鲜活的事例说明对事物的认知要秉持以事实为依归，要敢于坚持真理、勇于承认错误，这就是面对问题的科学态度。 科学家的思辨精神—质疑、批判、否定、进步 ——科学发现之路，人类进步之梯

　　科学的发展都是从质疑开始的。伽利略研究自由落体运动就是开始于从逻辑上质疑亚里士多德的重的物体比轻的物体运动得快的结论;玻尔建立的半经典原子模型，就是从发现卢瑟福的原子核式结构与电磁理论不吻合而提出质疑，并最后建立玻尔的氢原子模型的。

 2/5   首页 上一页 1 2 3 4 5 下一页 尾页